王 竹 孫萬森 吳喜利 李睿萍 西安交通大學第二附屬醫(yī)院(西安710003)
腎小球內有三種固有細胞:系膜細胞、內皮細胞、足細胞。不同的病因可導致不同固有細胞的損傷,在臨床上表現為不同類型的腎小球疾病。其中足細胞受損后,臨床主要表現為蛋白尿。蛋白漏出是腎小球疾病的常見表現,反過來也是加速腎小球硬化的一個重要因素。近年來對足細胞生物學研究的深入,足細胞已被認為是參與各種原發(fā)或繼發(fā)性腎小球疾病進展的關鍵細胞。本文對近5來中醫(yī)藥對足細胞的治療研究進行匯總,希望為中醫(yī)藥對足細胞的研究提供思路。
1 足細胞特性
1.1 足細胞生理結構 足細胞位于腎小球基底膜(GBM)的最外層,呈多突狀。按結構和功能不同分為三個部分:細胞體、主突和足突。其中,主突的微管連接著以肌動蛋白為主的足突中的細胞骨架系統來維持和改變足細胞的形態(tài),調節(jié)足突的運動。足突膨大如足,相鄰足細胞的足突交叉形成裂孔隔膜(slit diaphragm,SD),成為腎小球濾過膜的最后屏障。在基底膜和相鄰的毛細血管上,足細胞通過分布再其表面的整合素與細胞骨架緊密連接。足細胞的特殊結構決定了其獨特的功能:①蛋白濾過的分子屏障;②蛋白濾過的電荷屏障;③抵抗腎小球內壓力;④保證腎小球毛細血管袢的結構;⑤合成維持腎小球基底膜完整的成分;⑥合成分泌血管內皮生長因子,維持腎小球內皮細胞功能的完整性[1]。所以,當足細胞損傷時,會出現足細胞脫失,血管壁塌陷,系膜細胞增生,細胞外基質沉積等表型改變,最終導致腎小球的硬化。在上述過程中,主要表現為裂孔隔膜和足細胞骨架的異常。
1.2 足細胞骨架 骨架結構不僅賦予足細胞一定的形狀,而且在其運動、信號傳導、能量傳遞等方面均起著重要作用,它是足細胞發(fā)揮正常功能的基礎。在腎小球濾過中,足細胞能通過自身結構的調節(jié),而應對如毛細血管張力、濾過液流經足突時產生的流體剪切力等外力作用,從而維持腎小球正常的濾過率。當足細胞骨架結構在病理條件下無法進行適應性改變時,即出現足細胞損害,甚至脫落,最終引起蛋白尿。
1.3 裂孔隔膜(slit diaphragm,SD) 在正常腎小球GBM上皮側,兩相鄰足突間有一個裂隙,此裂隙由一層薄膜連接,即裂孔隔膜。裂孔隔膜其外觀呈拉鏈樣,為蛋白質三維結構。裂孔隔膜上的孔徑大小為40×140A,因與血清白蛋白的尺寸相似,所以被認為很可能是血漿蛋白的主要濾過屏障。近年來,在裂空隔膜上發(fā)現了多個由足細胞表達的SD 分子,如:nephrin、podocin、CD2AP(CD2-as-sociated protein)等,他們的改變對足細胞結構及功能重要意義。
2 中藥對足細胞骨架結構的影響 覃志成等[2]觀察黃芪對AngII誘導人足細胞分泌IV 膠原的影響,發(fā)現黃芪注射液可以通過抑制AngII誘導的足細胞分泌IV 膠原增高而減輕腎小球的損傷。謝輝等[3]使用降糖保腎方對早期糖尿病大鼠腎臟氧化應激與超微結構的實驗中,通過電鏡觀察,發(fā)現中藥組大鼠足細胞足突融合較糖尿病組大鼠明顯減輕。陳姝君等[4]通過尿毒清顆粒對糖尿病大鼠足細胞損傷的保護作用研究發(fā)現,尿毒清顆粒可以減輕足細胞病理改變,降低足突寬度,減輕足突融合程度,維持裂孔膜結構,可以上調足細胞相關蛋白分子nephrin、podocin 的表達,維持二者在裂孔膜的線性分布。袁軍等[5]用溫陽活血利水方對阿霉素腎病大鼠進行實驗研究后,電鏡觀察到模型組腎小球足突融合嚴重;中藥組腎小球基膜平滑,未見增厚,足突融合程度與模型組比較減輕。徐洪燕等[6]通過益腎膠囊對糖尿病腎病模型腎小球足細胞的觀察,發(fā)現光鏡下模型組大鼠腎小球系膜基質增多,系膜區(qū)增寬;電鏡下模型組大鼠腎小球基底膜增厚,足細胞排列紊亂,數目減少,足突增寬、融合。苯那普利組及益腎膠囊組腎小球基底膜病變減輕,細胞外基質減少,足細胞數目增多,足突融合減輕。
3 中藥對足細胞相關蛋白的影響
3.1 Nephrin Nephrin由NPHS1基因編碼,是一種新的免疫球蛋白超家族的跨膜成分,其細胞外部分為8個免疫球蛋白基序和一個Ⅲ型纖維連接蛋白區(qū)域,細胞內部分包括8個酪氨酸,提示Nephrin亦是一種信號黏附分子[7]。常沁濤等[8]在百齡膠囊對糖尿病腎病大鼠腎組織足細胞Nephrin表達的研究中發(fā)現通過RT-PCR檢測大鼠腎組織Nephrin的表達,經百令膠囊治療后,大鼠腎組織NephrinmRNA 的表達顯著上調,與模型組比較差異有統計學意義(P<0.05)。推測百令膠囊可能通過上調Nephrin表達,減輕DN 的腎臟病理損傷,延緩腎臟病進展發(fā)揮治療作用。在鄭佳新等[9]人對芪螻顆粒對阿霉素模型腎病大鼠腎小球足細胞NephrinmRNA 表達的影響中發(fā)現芪螻顆粒上調腎小球足細胞NephrinmRNA 表達,與模型組相比P<0 01。任艷蕓等[10]通過祛風通絡方對阿霉素腎病大鼠腎小球足細胞nephrinmRNA 表達的影響發(fā)現,模型成功時,透射電鏡示AN 大鼠腎小球足突呈部分或彌漫性融合。7周時與模型組相比,祛風組和激素組nephrin蛋白的熒光分布呈連續(xù)性或斑片狀分布,熒光強度明顯增強(P<0.01);祛風組和激素組nephrinmRNA 的表達明顯上調(P<0.01)。推斷祛風通絡方可上調AN 大鼠足細胞nephrin的表達和分布而起保護腎小球濾過屏障的作用。鐘娟等[11]人用腎康丸對早期糖尿病腎病大鼠足細胞Nephrin表達進行觀察,油鏡放大發(fā)現,模型對照組足細胞nephrin陽性顯色明顯,腎康丸組陽性顯色明顯減少。通過半定量分析顯示:腎康丸組與模型對照組比較,腎小球nephrin陽性面積百分比有統計學差異;腎康丸和厄貝沙坦合用組與模型對照組比較,腎小球nephrin陽性面積百分比仍有顯著性差異。鄭佳新等[12]人對五重散對C-BSA 腎炎大鼠腎小球足細胞NephrinmRNA 表達的影響的實驗研究中發(fā)現,五重散對C-BSA 腎炎大鼠腎小球足細胞NephrinmRNA 能夠上調。
3.2 Podocin Podocin是脂質筏相關蛋白(lipid raft-associated proteins)stomatin家族的新成員,分子量42kD。通過電鏡發(fā)現podocin 面對裂孔隔膜,兩末端插于足突的胞質中[13]。同時Podocin與nephrin和CD2AP相互作用,作為支架蛋白對于裂孔隔膜結構和功能的維持起著重要作用。袁軍等[5]用溫陽活血利水方對阿霉素誘導的腎病大鼠腎小球足細胞進行觀察,發(fā)現溫陽活血利水方能使腎組織中PodocinmRNA 與蛋白表達減少,改善其腎組織的病理改變。這可能是溫陽活血利水方減少蛋白尿的重要作用機制。
3.3 CD2AP CD2AP(CD2-associatedprotein)可與nephrin的胞質區(qū)結合,推測其作用可能是連接裂孔隔膜與足細胞的細胞骨架,維持腎小球濾過屏障正常的結構。CD2AP 是跨膜蛋白,分子量為80kD,屬于免疫球蛋白超家族。林麗等[14]通過建立阿霉素(ADR)腎病模型,用蟾蜍等干預后,采用免疫組織化學技術觀察各組模型大鼠腎小球中CD2AP 的表達變化,發(fā)現蟾蜍能使腎小球足細胞CD2AP的表達上調。
3.4 desmin 結蛋白(desmin)屬于細胞骨架的中間絲蛋白。正常情況下,足細胞主要表達中間絲蛋白波形蛋白vimentin,而結蛋白主要在系膜細胞表達。當足細胞因各種原因發(fā)生損傷時,可大量表達結蛋白。陳繼紅等[15]用大黃蟄蟲丸對阿霉素腎病大鼠足細胞骨架蛋白desmin表達進行觀察,發(fā)現與正常對照組比較,阿霉素腎病大鼠腎小球內desmin蛋白表達上調,足細胞部分足突融合。大黃蟄蟲丸可明顯減輕阿霉素腎病大鼠腎小球內desmin蛋白的表達,減輕足細胞足突融合,降低尿白蛋白排泄率。鐘娟等[11]實驗觀察腎康丸對早期糖尿病腎病大鼠足細胞desmin表達的影響,光鏡放大觀察,腎康丸組陽性顯色較模型對照組足細胞desmin陽性顯色明顯減少。半定量分析顯示:腎康丸組、腎康丸和厄貝沙坦合用組與模型對照組比較,腎小球desmin陽性面積百分比有顯著性差異。推測腎康丸可通過調節(jié)DN 時足細胞desmin表達而維護足細胞的結構和功能,發(fā)揮減少尿蛋白、延緩DN 進展的作用。
可以看出,當前對腎臟足細胞的細胞骨架及裂孔膜相關蛋白的研究取得了一些成果,但文獻報告的整體數量并不多,說明對其的研究還處于起步階段。中藥與復方雖都有研究,但中藥的研究數量明顯低于復方,特別是中藥的單體成分對足細胞細胞骨架及相關蛋白影響的實驗研究還很少。從研究的質量上看,僅限于對某一相關蛋白的定量分析,未能對幾個蛋白的相關性進行實驗研究,比如說是否在某一蛋白改變的情況下,其余蛋白也有相應改變等等。研究的熱點集中Nephrin蛋白較多,而其余的蛋白相對研究較少??傊?,中醫(yī)藥對足細胞骨架及裂孔膜相關蛋白的研究還在起步階段,從切入點和實驗方法上來看還有很大的空間,需要我們進一步努力。
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